CN103472560B - 透镜X、Y、θZ三自由度微动调整装置 - Google Patents

透镜X、Y、θZ三自由度微动调整装置 Download PDF

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Abstract

透镜X、Y、θZ三自由度微动调整装置，属于光刻物镜结构设计与像差补偿领域，为解决现有技术光学元件X、Y、θZ三自由度微动调整装置加工工艺难度大、加工成本高的问题，该装置包括透镜、镜框和三个驱动器，所述镜片与镜框之间通过胶粘的方式连接，所述三个驱动器固定在镜框上，其特征在于，所述镜框为镜框内环、镜框外环和三处周向均布的折叠铰链组成的一体化结构，所述镜框内环上周向均布有三处驱动器施力块，所述透镜与镜框内环之间通过胶粘的方式连接；所述三个驱动器固定在镜框外环上，驱动器的输入位移作用在对应的驱动器施力块上；所述折叠铰链由切向弹片和径向弹片组成，所述切向弹片与镜框内环相连，所述径向弹片与镜框外环相连。

Description

透镜X、Y、θZ三自由度微动调整装置
技术领域
本发明属于深紫外投影光刻物镜结构设计与像差补偿领域，涉及一种可用于光刻投影物镜系统中透镜X、Y、θZ三自由度调整的微动装置。
背景技术
投影光刻装备是大规模集成电路制造工艺中的关键设备，近年来随着集成电路线宽精细程度的不断提高，投影光学装备的分辨率亦逐渐提高，目前波长193.368nm的ArF准分子激光器投影光刻装备已成为90nm、65nm和45nm节点集成电路制造的主流装备。
投影光刻物镜装调及使用过程中，为满足物镜良好的光学性能，需要调整某些敏感透镜沿X、Y方向的移动量和绕Z轴的转动量。
中国专利，公开号为CN102707404A，光学元件X、Y、θZ三自由度微动调整装置，所述镜框为一体化结构，由镜框内环、镜框外环和三个运动支链组成；所述每个运动支链均由三个柔性铰链、第一连杆和第二连杆组成，所述运动支链的外侧与镜框外环相连，运动支链的内侧与镜框内环相连。该装置的结构加工工艺难度较大、加工成本高。
发明内容
本发明为解决现有技术光学元件X、Y、θZ三自由度微动调整装置加工工艺难度大、加工成本高的问题，提出一种基于三处周向均布折叠铰链的透镜柔性微动调整装置。
透镜X、Y、θZ三自由度微动调整装置，包括透镜、镜框和三个驱动器，所述镜片与镜框之间通过胶粘的方式连接，所述三个驱动器固定在镜框上，其特征在于，所述镜框为镜框内环、镜框外环和三处周向均布的折叠铰链组成的一体化结构，所述镜框内环上周向均布有三处驱动器施力块，所述透镜与镜框内环之间通过胶粘的方式连接；所述三个驱动器固定在镜框外环上，驱动器的输入位移作用在对应的驱动器施力块上；所述折叠铰链由切向弹片和径向弹片组成，所述切向弹片与镜框内环相连，所述径向弹片与镜框外环相连。
本发明的有益效果是：本发明在折叠铰链处采用了切向弹片和径向弹片代 替现有技术中的三个柔性铰链和两个连杆，降低了加工工艺难度和加工成本；同时本发明中驱动器不直接作用在折叠铰链处，避免了驱动器产生的力对折叠铰链2-3处的局部破坏，能够提高机构的使用寿命。
附图说明
图1为本发明透镜X、Y、θZ三自由度微动调整装置示意图。
图2为本发明所述的镜框示意图。
图3为本发明所述的折叠铰链示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，透镜X、Y、θZ三自由度微动调整装置，包括透镜1、镜框2和三个驱动器3，所述镜片1与镜框2之间通过胶粘的方式连接，所述三个驱动器3固定在镜框2上。
如图2所示，所述镜框2为镜框内环2-1、镜框外环2-2和三处周向均布的折叠铰链2-3组成的一体化结构，镜框2可以通过慢走丝线切割或者电化学腐蚀等方法加工。所述透镜1与镜框内环2-1之间通过胶粘的方式连接。所述三个驱动器3固定在镜框外环2-2上，并将输入位移作用在对应的驱动器施力块2-1-1上，所述三处驱动器施力块2-1-1周向均布在镜框内环2-1上。驱动器3可采用压电式、磁滞伸缩式、气动式等驱动方式。
如图3所示，所述折叠铰链2-3由切向弹片2-3-1和径向弹片2-3-2组成，所述切向弹片2-3-1与镜框内环2-1相连，所述径向弹片2-3-2与镜框外环2-2相连。
本发明装置的工作过程如下；每个驱动器3单独运动时，柔顺机构的瞬心位于驱动器3正对面的切向弹片2-3-1与镜框内环2-1接触处，根据机构瞬心的定义，此时镜框内环2-1和透镜1粘接组成的整体会绕着瞬心摆动，由于机构的调整量程很小，可以认为此时机构沿着垂直于透镜中心与瞬心连线方向运动。根据运动的合成原理，当周向均布的三个驱动器3同时运动时，通过控制三个驱动器3的运动量可以合成透镜为X、Y、θZ三个方向的调整量。

Claims (1)

1.透镜X、Y、θZ三自由度微动调整装置，包括透镜(1)、镜框(2)和三个驱动器(3)，所述透镜(1)与镜框(2)之间通过胶粘的方式连接，所述三个驱动器(3)固定在镜框(2)上，所述镜框(2)为镜框内环(2-1)、镜框外环(2-2)和三处周向均布的折叠铰链(2-3)组成的一体化结构，所述镜框内环(2-1)上周向均布有三处驱动器施力块(2-1-1)，所述透镜(1)与镜框内环(2-1)之间通过胶粘的方式连接；所述三个驱动器(3)固定在镜框外环(2-2)上，驱动器(3)的输入位移作用在对应的驱动器施力块(2-1-1)上；其特征在于，所述折叠铰链(2-3)由切向弹片(2-3-1)和径向弹片(2-3-2)组成，所述切向弹片(2-3-1)与镜框内环(2-1)相连，所述径向弹片(2-3-2)与镜框外环(2-2)相连。
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